楊穎娜 張盈利

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州 450002）

國內(nèi)外電纜導(dǎo)體再利用專利技術(shù)分析

楊穎娜 張盈利

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州 450002）

電纜導(dǎo)體主要為銅、鋁和貴金屬等材料，每年有大量的廢舊電纜等待處理，本文針對廢舊電纜中導(dǎo)體的回收再利用，對相關(guān)領(lǐng)域的專利情況和重點申請人進行了梳理，對電纜導(dǎo)體的回收方案進行了深入討論，對該行業(yè)未來的走勢進行了預(yù)測。

電纜；回收；導(dǎo)體

隨著我國和世界社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電纜的生產(chǎn)和消費成為我國緊跟汽車工業(yè)之后的第二大產(chǎn)業(yè)。線纜的構(gòu)成包括導(dǎo)體(有價值的銅、鋁等金屬材料)、絕緣體以及包覆保護層。絕緣體和包覆保護層的主要材料是聚氯乙烯(約占70%)、聚乙烯(約占20%)、氟樹脂、氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯等含鹵素的材料。此外，所用材料中還包括添加了含氯或溴等鹵素阻燃劑的聚烯烴材料。目前銅、鋁、塑料等電線電纜主要大宗原材料的價格飛漲，另外，銅是國民經(jīng)濟的重要原材料，而我國的銅資源缺乏。以現(xiàn)有開采速率計世界銅礦資源預(yù)計可開采30年，而我國的銅資源可開采7年時間[1]。因此，針對廢舊電線電纜淘汰所帶來的資源與環(huán)境的雙重矛盾，開展以廢舊電線電纜為主的第七類固廢中金屬銅、鋁、鐵的資源以及其他非金屬資源的無害化、高效回收再生工作具有重要的社會意義和經(jīng)濟價值。

1 技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)

廢舊電線電纜的回收再生方法大體可以分為三類：熱態(tài)方法、化學方法和物理方法。電纜廢舊材料回收的發(fā)展歷程大致為：焚燒技術(shù)、填埋技術(shù)、手工剝離回收、機械剝離回收、機械粉碎脫?；厥?、化學方法、熱解技術(shù)等。

1.1 熱態(tài)方法如指焚燒技術(shù)

熱態(tài)方法如指焚燒技術(shù)，這也是目前對于截面微細的單股多支導(dǎo)線和混合雜線處理的普遍方式，其原理是將塑料表皮焚燒后，獲取其剩余的金屬線芯，用這種方式來處理廢棄導(dǎo)線，不但寶貴的再生資源----塑料沒有得到充分的利用，而且容易致使金屬物質(zhì)氧化，回收金屬表面存在難以清除的殘?zhí)浚档突厥债a(chǎn)品的品位，并且還會造成對環(huán)境的較大污染，因此這種方法已經(jīng)被國家明令禁止；而熱解方法[2]，雖然在大氣污染上相比焚燒技術(shù)有了大大的改善，但其金屬質(zhì)量與焚燒相似，而且屬于高溫處理技術(shù)，對設(shè)備密封以及尾氣處理均有較高要求。

1.2 化學方法

化學方法是通過溶劑使電線電纜外層塑料、橡膠等物質(zhì)發(fā)生溶解，從而裸露出金屬物質(zhì)，但該方法會產(chǎn)生高濃度的有機廢液，目前其無害化處理以及安全排放存在

較大難度。物理方法具有環(huán)境污染小，廢舊電線電纜分離程度高等優(yōu)點，是目前國際上發(fā)展迅速和應(yīng)用較多的技術(shù)方法。

1.3 化學方法

物理方法，其工作原理是利用旋轉(zhuǎn)刀片將導(dǎo)線表皮塑料沿軸向剪開，并通過多齒擠壓，使塑料表皮和金屬線芯呈松馳狀態(tài)，然后再將塑料表皮和金屬線芯抽出分離，這一類裝置適用線徑截面較大的多股導(dǎo)線處理；或者是利用旋轉(zhuǎn)刀片將導(dǎo)線切割成米粒大小的顆粒，再應(yīng)用風選或水選或振動篩等設(shè)備進行金屬粒與塑料粒的分離，這一類裝置適用線徑截面中等的單股導(dǎo)線處理。

1.4 廢舊電纜的回收設(shè)備

廢舊電纜的回收設(shè)備主要為：用于三種方法中的焚燒爐、熱解裝置、化學處理裝置、剝離機、粉碎機、脫銅機。隨著電纜的多樣化發(fā)展，能適用于多種電纜的剝離機，以及能夠提取多種重金屬的化學處理裝置成為發(fā)展的主流。

2 重要申請人

通過對國內(nèi)外相關(guān)專利的分析，于回收電纜廢舊材料的設(shè)備和方法的技術(shù)發(fā)展較為重要的兩個時期是1970-1979年和2010年至今。從地域上看，日本和韓國在用于回收電纜廢舊材料的設(shè)備和方法的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域比其他地區(qū)在數(shù)量上有很大優(yōu)勢，這一方面與日本韓國本國的重金屬等資源稀缺有關(guān)，另一方面也與其在節(jié)約資源方面的技術(shù)發(fā)展有關(guān)。而隨著經(jīng)濟的發(fā)展，在電纜廢舊材料回收領(lǐng)域，我國也取得了一定的進步，廢物回收越來越受到人們的重視。

2.1 國外重要申請人

如圖1所示，日本在電纜廢舊材料回收領(lǐng)域最主要的申請人有3個，其專利擁有量均在40件以上，分別為：FURUKAWA ELECTRICCO LTD（古河電氣工業(yè)株式會社），SUMITOMOWIRING SYSTEMS（住友電氣工業(yè)株式會社）和SUMITOMODENSOKK（住友電裝株式會社）。

這三家公司采用的電纜廢舊材料回收技術(shù)主要是兩個方向，一方面著眼于如何制備可回收的電纜，通過設(shè)置精巧的電纜結(jié)構(gòu)結(jié)合可回收利用的材質(zhì)；另一方面著眼于如何提升電纜的回收效率并降低回收成本，通過設(shè)計各種簡便的多通道剝離機和大力發(fā)展熱解技術(shù)。

圖1 日本電纜廢舊材料回收方面重要專利申請人申請量表

2.2 國內(nèi)重要申請人

國內(nèi)專利申請量共計203件，2000年以前為13件，2000年之后共90件，可知國內(nèi)在電纜廢舊材料回收技術(shù)方面起步較晚，在07年之后在有了較快發(fā)展。目前在電纜廢舊材料回收技術(shù)方面重要的專利申請人為天津大學12件、富勤環(huán)保（清遠）有限公司8件、國家電網(wǎng)7件，其他大部分公司申請均不足5件，在專利數(shù)量方面與日本申請人有一定差距。在2007年之后在有了較快發(fā)展。目前在電纜廢舊材料回收技術(shù)方面重要的專利申請人為天津大學、富勤環(huán)保（清遠）有限公司、國家電網(wǎng)，在專利數(shù)量方面與日本申請人有一定差距。

天津大學的12件專利申請中有關(guān)機械剝離回收技術(shù)5件、機械粉碎脫?；厥占夹g(shù)4件、熱解回收技術(shù)2件、脫漆技術(shù)1件。其中機械剝離回收技術(shù)是通過將廢舊電纜切割成小段，再結(jié)合加熱、有機溶解、金屬溶解、超聲波振蕩、徑向擠壓等技術(shù)實現(xiàn)金屬導(dǎo)體與膠皮的剝離；機械粉碎脫?；厥占夹g(shù)是通過將廢舊電纜粉碎，之后再分篩出相應(yīng)的金屬導(dǎo)體與膠皮；熱解回收技術(shù)是利用金屬導(dǎo)體和膠皮的不同轉(zhuǎn)換溫度來實現(xiàn)金屬導(dǎo)體與膠皮的分離；脫漆技術(shù)則通過熱脹冷縮的原理先將廢舊電纜在惰性氣體下加熱，然后在進行驟冷處理以實現(xiàn)漆膜的自動脫離。

3 結(jié)語

本文通過對比國內(nèi)外電纜廢舊材料相關(guān)專利申請的分部發(fā)現(xiàn)，利用熱解技術(shù)處理廢舊電纜以最大化實現(xiàn)資源化、無害化的處理將是發(fā)展的大趨勢，然而該技術(shù)在設(shè)備裝置方面還存在成本過高的問題，如果能夠通過合理的參數(shù)、流程、結(jié)構(gòu)優(yōu)化來改善設(shè)備裝置成本過高的問題，將給該行業(yè)帶來長足的發(fā)展，并且會對能源和環(huán)境和人民的生活帶來福音[3]。另一方面，設(shè)計容易再回收利用的電纜結(jié)構(gòu)也是對未來電纜領(lǐng)域發(fā)展的新要求。

［1］肖灑，王利軍，任喬林，等.廢舊電線電纜回收處理技術(shù)研究［J］.通信電源技術(shù)，2016（3）:46-48.

［2］張敬東，張明杰，楊毅宏.從廢電線電纜中回收金屬銅的新方法［J］.有色金屬(冶煉部分)，1991（4）:46.

［3］陳思.淺談如何通過精細化管理方法提高廢舊電纜回收利用率［J］.現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2015（16）：18-19.

Analysision The Patent Technology of Re-useof the Cable Conductor at Homeand Abroad

Yang Yingna Zhang Yingli
(PatentExamination Cooperation Henan Centerof the PatentOffice,SIPO,Zhengzhou Henan 450002)

The conductor of cables ismainly copper,aluminum and other preciousmetalmaterials.Every year,there are a lot ofwaste cables for processing.Considering the waste re-use of the cable conductor,this paper introduces patentsand importantapplicants in thisarea.Furthermore,the recovery plan of the cable conductor is discussed,and its future tendency ispredicted at the same time.

cable;recovery;conduct

TM247

A

1003-5168（2017）01-0054-02

2016-12-30

楊穎娜（1987-），女，研究實習員，碩士研究生，研究方向：電纜領(lǐng)域發(fā)明專利審查；張盈利（1988-），女，研究實習員，碩士研究生，研究方向：電纜領(lǐng)域發(fā)明專利審查（等同于第一作者）。